碳化硅电力电子器件原理与应用

第1章 绪论 1.1 高性能电力电子装置的发展要求 1.2 Si基电力电子器件的限制 1.3 SiC材料特性 1.4 SiC基电力电子器件的现状与发展 参考文献 第2章 SiC器件的原理与特性 2.1 SiC二极管的特性与参数 2.1.1 中低压SiC肖特基二极管的特性与参数 2.1.2 高压SiC肖特基二极管的特性与参数 2.1.3 SiC PiN二极管的特性与参数 2.1.4 耐高温SiC肖特基二极管的特性与参数 2.1.5 SiC二极管小结 2.2 SiC MOSFET的特性与参数 2.2.1 900~1700V SiC MOSFET的特性与参数 2.2.2 高压SiCMOSFET的特性与参数 2.2.3 SiC MOSFET模块的特性与参数 2.3 SiCJFET的特性与参数 2.3.1 耗尽型SiCJFET的特性与参数 2.3.2 增强型SiCJFET的特性与参数 2.3.3 Cascode SiC JFET的特性与参数 2.3.4 中压SiCJFET的特性与参数 2.4 SiC SIT的特性与参数 2.4.1 导通特性及其参数 2.4.2 阻态特性及其参数 2.4.3 开关特性及其参数 2.5 .SiC BJT的特性与参数 2.5.11.2 kVSiC BJT的特性与参数 2.5.2 高压SiCBJT的特性与参数 2.5.3 耐高温SiCBJT的特性与参数 2.5.4 SiCBJT模块的特性与参数 2.6 SiCIGBT的特性与参数 2.7 SiC晶闸管的特性与参数 2.7.1 SiCGTO的特性与参数 2.7.2 SiC ETO的特性与参数 2.8 现阶段SiC器件的不足 2.8.1 厂家数据手册的不足 2.8.2 价格因素 2.8.3 其他因素 2.9 小结 参考文献 第3章 SiC器件驱动电路原理与设计 3.1 SiC MOSFET的驱动电路原理与设计 3.1.1 SiC MOSFET的开关过程及对驱动电路的要求 3.1.2 单管变换器中SiC MOSFET的驱动电路 3.1.3 桥式变换器中SiC MOSFET的驱动电路 3.2 SiCJFET的驱动电路原理与设计 3.2.1 耗尽型SiCJFET的驱动电路原理与设计 3.2.2 增强型SiCJFET的驱动电路原理与设计 3.2.3 Cascode SiCJFET的驱动电路原理与设计 3.2.4 直接驱动SiCJFET的驱动电路原理与设计 3.3 SiC SIT的驱动电路原理与设计 3.3.1 两电平驱动方法 3.3.2 三电平驱动方法 3.3.3 变电平驱动方法 3.4 SiC BJT的驱动电路原理与设计 3.4.1 SiCBJT的损耗分析及对驱动电路的要求 3.4.2 驱动电路结构对SiCBJT开关性能的影响分析 3.4.3 带加速电容的单电源驱动电路 3.4.4 双电源驱动电路 3.5 SiCIGBT的驱动电路原理与设计 3.5.1 SiC IGBT对驱动电路的要求 3.5.2 SiC IGBT的驱动电路设计 3.6 SiC器件短路特性与保护 3.6.1 SiC器件短路故障模式 3.6.2 SiC器件短路特性与机理分析 3.6.3 SiC器件短路特性影响因素 3.6.4 SiC器件短路保护要求 3.6.5 短路检测方法 3.6.6 SiC器件短路保护设计 3.6.7 两种短路保护方法测试结果对比分析 3.6.8 三种SiC器件的短路特性与短路保护测试分析 3.7 SiC模块驱动保护方法 3.7.1 SiC模块短路保护的难点 3.7.2 SiC模块短路电流的检测方法 3.7.3 SiC模块驱动电路的保护功能 3.8 小结 参考文献 第4章 SiC基变换器的扩容方法 4.1 SiC器件的并联 4.1.1 器件参数不匹配对均流的影响 4.1.2 电路参数不匹配对均流的影响 4.1.3 DBC布线不匹配对多芯片并联均流的影响 4.1.4 并联均流控制方法 4.1.5 功率模块并联 4.2 SiC/Si可控器件混合并联 4.3 SiC基变换器并联 4.3.1 交错并联SiC基变换器 4.3.2 内置交错并联桥臂的SiC基变换器 4.3.3 器件并联和变换器并联的优化设计 4.4 SiC器件的串联 4.4.1 同类型SiC器件串联 4.4.2 不同类型器件串联 4.5 SiC基变换器的组合扩容 4.6 小结 参考文献 第5章 SiC器件在电力电子变换器中的应用 5.1 不同类型器件组合的应用 5.1.1 Si/SiC混合功率器件在变换器中的应用 5.1.2 全SiC器件在变换器中的应用 5.2 SiC器件在典型领域中的应用 5.2.1 SiC器件在电动汽车领域中的应用 5.2.2 SiC器件在光伏发电领域中的应用 5.2.3 SiC器件在照明领域中的应用 5.2.4 SiC器件在家电领域中的应用 5.2.5 SiC器件(宽禁带器件）在数据中心领域中的应用 5.2.6 SiC器件在航空领域中的应用 5.3 SiC器件在不同种类变换器中的应用 5.3.1 SiC基DC/DC变换器 5.3.2 SiC基AC/DC变换器 5.3.3 SiC基DC/AC变换器 5.3.4 SiC基AC/AC变换器 5.3.5 SiC基固态开关 5.4 小结 参考文献 第6章 SiC基变换器性能制约因素与关键问题 6.1 SiC器件高速开关的限制因素 6.1.1 寄生电感的影响 6.1.2 寄生电容的影响 6.1.3 驱动电路驱动能力的影响 6.1.4 电压、电流的检测问题 6.1.5 长电缆电压的反射问题 6.1.6 EMI问题 6.1.7 高压局部放电问题 6.2 先进封装技术 6.2.1 传统封装技术的限制 6.2.2 新型封装结构 6.2.3 封装材料的选择 6.3 高温变换器 6.3.1 高温变换器设计 6.3.2 高温变换器测试 6.4 多目标优化设计 6.4.1 变换器现有设计方法存在的不足 6.4.2 SiC基变换器参数优化设计思路 6.5 小结 参考文献